Лаборатория 53 - ровесница НИИ ЯФ, поскольку институт был образован на базе нескольких научных подразделений, в числе которых - сектор разработки электрорадиосхем (РЭРС). В последующие годы будущая \"53-я\" ещё дважды сменит своё название (сектор систем питания, лаборатория 43), прежде чем получит своё настоящее \"имя\".
Примечательно, что становление лаборатории связано с профессором, доктором технических наук Иваном Петровичем Чучалиным. В последующие годы - роста и развития - лабораторией последовательно руководили кандидат технических наук Борис Александрович Солнцев, затем - доктор технических наук Виктор Васильевич Ивашин и доктор технических наук Эдвин Гугович Фурман.
С 1998 года заведующим становится доктор физико-математических наук Игорь Игоревич Винтизенко.
И.И. Винтизенко - в 1982 году окончил радиофизический факультет Томского государственного университета по специальности \"радиофизика\" и поступил на работу в НИИ ЯФ при ТПУ. В 2002-м защитил диссертацию \"Исследование релятивистских магнетронных СВЧ-генераторов\" на соискание ученой степени доктора физико-математических наук. Область научных интересов: физика и техника сильноточных ускорителей, релятивистская СВЧ- электроника.
В лаборатории - 5 сотрудников, из которых три - с учёными степенями. Область научных исследований лаборатории: сильноточные линейные индукционные ускорители, применение ускорителей для питания релятивистских СВЧ-генераторов О- и М-типа.
Формирование будущей лаборатории проходило параллельно с созданием научного коллектива института, который складывался из выпускников 1956-1958 годов ФТФ, кафедры электрических машин ФАЭМ. В тот период для разработки импульсных бетатронов, научного обоснования проекта синхротрона \"Сириус\" Г.А. Сипайлов и И.П. Чучалин привлекают В.В. Ивашина, В.А. Кочегурова, В.М. Кузнецова и других молодых исследователей. Перед ними ставится задача разработки электромагнита и системы питания. Параллельно под научным руководством Б.А Солнцева идёт разработка ВЧ-системы синхротрона… В 1958-60 годы лаборатория разрабатывала и реализовывала принципиальные схемы питания синхротрона (группа В.М. Кузнецова). Тогда же на радиочастотном фазотроне был выполнен большой цикл исследований бетатронного захвата электронного пучка в синхротрон.
Переломным в развитии импульсных систем питания стал 1963 год, когда в НИИ ГПЭ поступила первая заявка на изобретение \"Генератор импульсов тока для питания обмоток возбуждения циклических ускорителей\" (В.В. Ивашин, Г.А. Сипайлов): ёмкостной накопитель при формировании импульсов тока в индуктивной нагрузке в однополярном режиме (по напряжению). Это позволило снять проблемы надёжности ёмкостного накопителя \"Сириус\", а с появлением силовых полупроводниковых вентилей эффективно решать вопросы импульсного питания бетатронов, как малогабаритных, так и сильноточных. В ходе исследований систем вентильно-механической коммутации тока были развиты два направления: безыскровая вентильно-механическая коммутация коллекторных машин постоянного тока и электродинамические приводы электропроводящих масс, позволившие разработать импульсные линейные двигатели.
Существенным шагом в развитии техники импульсных систем питания стал \"ионный переключатель\" (В.А. Кочегуров, В.М. Кузнецов, И.П. Чучалин). Оригинальное коммутирующее устройство позволило получать последовательность однополярных импульсов тока в электромагните за каждый полупериод собственных колебаний контура. Впоследствии, благодаря переключателю, стало возможным в два раза увеличить число циклов синхротрона \"Сириус\".
По мере решения задач создания синхротрона \"Сириус\" и установки радиочастотного фазотрона возникали новые подразделения, оставшиеся сотрудники лаборатории РЭРС разрабатывали новые системы питания различных вариантов (электромашинный, с подмагничиванием постоянным током, конденсаторный).
Тогда же по инициативе Геннадия Антоновича Сипайлова аспирант В.В. Ивашин приступил к работе по системам вентильно-механической коммутации тока ударных генераторов. Позднее был разработан ряд мощных систем, в том числе, коммутирующее устройство \"ТОКАМАКА Т-3\". В 1966-м завершается разработка научных основ систем питания электромагнитов с подмагничиванием постоянным током…
В 1976 году были начаты работы по исследованию новых направлений в импульсной и ускорительной технике. В частности, по униполярным электрическим машинам с плазменным ротором показана принципиальная возможность создания рабочей среды плазменных (1978) и газоразрядных (1980) лазеров, получено когерентное излучение с высокими удельными характеристиками.
Заведующий лабораторией Эдвин Гугович Фурман направляет усилия (В.В. Васильев + Г.Г. Канаев) на разработку основ конструирования линейных индукционных ускорителей и создание для них новой элементной базы. Так будет найдено такое оригинальное решение, как модульная компоновочная схема ускорителя… Первые эксперименты на линейном индукционном ускорителе (ЛИУ) - в 1981-82 годах.
В середине 80-х, по предложению директора НИИ ЯФ при ТПИ А.Н. Диденко, начались исследования релятивистских СВЧ-генераторов с источниками питания ЛИУ. На том этапе в институте это - единственный тип импульсно-периодических ускорителей. Усилиями коллективов двух лабораторий 41 (А.С. Сулакшин, Г.П. Фоменко, И.И. Винтизенко) и 43 (Э.Г. Фурман, В.В. Васильев) в 1986 году были проведены исследования релятивистского магнетрона в импульсно-периодическом режиме работы.
Эксперимент показал возможность работы релятивистского магнетронного генератора при питании от ЛИУ (с частотой следования 160 Гц в пакете из 3-х импульсов с выходной мощностью СВЧ-излучения 360 МВт). В результате впервые в мире был реализован импульсно-периодический режим работы релятивистского магнетронного генератора. С 1988 по 1990 годы изготовлены несколько установок, которые применялись для исследований по воздействию мощного электромагнитного излучения на различные объекты.
Новый этап в развитии импульсно-периодических РМГ связан с началом 90-х, когда в НИИ ЯФ стали разрабатывать линейные индукционные ускорители на магнитных элементах. Применение нелинейного элемента - дросселя насыщения - позволило значительно увеличить частоту повторения следования импульсов, которая достигала 3300 Гц в пакетном режиме (5 импульсов).
Успех применения нелинейных элементов в линейных индукционных ускорителях и наработки по релятивистским СВЧ-генераторам позволили создать два варианта СВЧ-источников на базе ЛИУ 04/4000 и ЛИУ 04/6 с использованием релятивистских магнетронов (И.И. Винтизенко, Г.П. Фоменко, Л.Д. Бутаков, Э.Г. Фурман, В.Л. Каминский, М.И. Дворецкий, П.Я. Исаков, А.И. Мащенко, В.Ю. Митюшкина и др.). Один комплекс передан зарубежному заказчику, на другом выполняются контракты, проекты Министерства образования РФ, гранты РФФИ.
В 1996-м продолжались работы по исследованиям релятивистских СВЧ-триодов, питаемых от секций линейных индукционных ускорителей (И.И. Винтизенко, Э.Г.Фурман). В 1998-1999 годах впервые экспериментально показана возможность работы релятивистского магнетронного генератора на резонансную нагрузку (А.Н. Диденко, Ю.Г. Юшков, И.И. Винтизенко, П.Ю. Чумерин, А.Н. Мащенко).
Таким образом, в последние годы лаборатории 53 удалось разработать магнетроны как единый комплекс, который включает в себя СВЧ-генератор с магнитной системой и источником питания, ЛИУ с системой питания, вакуумную и систему охлаждения элементов. В настоящее время в лаборатории идут экспериментальные исследования автоколебательных режимов релятивистского магнетронного генератора при внешней взаимной связи резонаторов (доцент РФ ТГУ С.С. Новиков, А.И. Заревич).
Продолжается тематика линейных индукционных ускорителей для питания релятивистских магнетронных генераторов, триодных СВЧ генераторов, черенковских усилителей (А.С. Шлапаковский).
В 2004-2005 годах группой И.И. Винтизенко, А.И. Мащенко, В.Ю. Митюшкина, Л.Д. Бутаков был выполнен проект установки, позволяющей формировать прямоугольный импульс напряжения амплитудой 450 кВ, током 1кА, длительностью 1 мкс с частотой следования 1 кГц. В основе - оригинальная идея синхронизованного последовательного разряда нескольких магнитных импульсных генераторов на высоковольтный трансформатор. Концепция устройства защищена несколькими патентами на изобретение.
Так что работа - продолжается!
Ф.П. Лиушин.